Mekkanika kwantistika
From Wikipedia, the free encyclopedia
Il-mekkanika kwantistika hi teorija fiżika li bdiet tiżviluppa fil-bidu tal-ewwel nofs tas-seklu 20 biex tispjega l-imġiba tal-materja u tal-enerġija fuq skali atomiċi. Din it-teorija twieldet minħabba li l-mekkanika klassika ma setgħetx tagħti spjegazzjoni għall-fenomeni li għandhom x'jaqsmu mar-radjazzjoni minn korp iswed, l-effett fotoelettriku, is-sħana speċifika tas-solidi, l-effett Compton, l-ispettri atomiċi u l-istabbiltà tal-atomu li dehru f'diversi esperimenti li saru bejn l-1900 u l-1930.
Mill-esperimenti li twettqu fl-ewwel 30 sena tas-seklu 20 kien jidher ċar li xi postulati fundamentali tal-mekkanika klassika kienu inadegwati għal kollox għar-rappreżentazzjoni ta' xi fenomeni fiżiċi ġodda. Infatti feġġew fenomeni li ma setgħux jitfissru klassikament bħal pereżempju l-imġiba partiċellari tad-dawl jew l-eżistenza ta' livelli diskreti tal-enerġija.
Bejn 1900 u 1925, ġew żviluppati xi teoriji ewristiċi biex jispjegaw il-fenomeni osservati. Għalihom sikwit kien ikun hemm bżonn tal-adozzjoni ta' postulati arbitrarji, mhux imnissla direttament mill-postulati tal-mekkanika klassika [1]. Din il-ġabra ta' teoriji saret tissejjaħ il-mekkanika kwantistika qadima (bl-Ingliż old jew early quantum mechanics). Fost il-fiżiċi li taw kontribużżjoni għall-iżvilupp tal-mekkanika kwantistika qadima nistgħu insemmu lil Max Planck, Niels Bohr, Albert Einstein, Peter Debye, Arthur Compton, Louis Victor de Broglie u Arnold Sommerfeld.
Fl-1926-1927 il-fiżiċi Werner Heisenberg u Erwin Schrödinger żviluppaw rispettivament it-teoriji msejħin "Mekkanika tal-matriċi" u "Mekkanika ondulatorja" jew "Mekkanika tal-mewġ". Dawn ir-rappreżentazzjonijiet differenti (imma ekwivalenti) jikkostitwixxu l-formulazzjoni moderna tal-mekkanika kwantistika. Fil-perjodu 1925-1930, it-teorija ġiet formalizzata bl-adozzjoni ta' postulati fundamentali permezz tax-xogħol tal-fiżiċi u matematiċi Paul Adrien Maurice Dirac, John Von Neumann u Hermann Weyl.
Fl-1948 il-fiżiku Richard Feynman żviluppa rappreżentazzjoni oħra differenti li testendi xi kunċetti klassiċi, imsejħa "Integral fuq il-mogħdijiet", .
Il-mekkanika kwantistika tvarja b'mod radikali mill-mekkanika klassika[2] fis-sens li ma tbassarx ir-riżultati tal-kejl ta' kwantitajiet fiżiċi imma tagħti biss il-probabbiltà ta' kull riżultat possibbli (interpretazzjoni ta' Kopenħagen).[3] Din il-kundizzjoni ta' inċertezza mhux ġejja minn nuqqas ta' informazzjoni li jkollu l-isperimentatur fuq il-kundizzjonijiet inizjali tas-sistema fiżika li jkun qiegħed josserva, imma hi karatteristika fundamentali tas-sistemi fisiċi. It-teorija għalhekk tipprevedi li r-riżultati ta' kejl ma jkunux għall kollox arbitarji, imma imħaddnin f'sett ta' valuri li għandhom probabbilitajiet ta' preżentazzjonijiet diversi. Is-sistemi mela huma deskritti bħala soprapożizzjoni ta' bosta stati li kull wieħed minhomm iwassal fil-mument biss meta ssir l-osservazzjoni għal riżultat differenti tal-kejl. Dan il-mod ġdid kif ninterpretaw il-fenomeni kien l-oġġett ta' diskussjonijiet numerużi[4][5] qalb il-komunità xjentifika kif tixhed l-eżistenza ta' interpretazzjonijiet diversi tal-mekkanika kwantistika. L-osservazzjoni mela għandha effetti importanti fuq is-sistema osservata: marbut ma' dan il-kunċett ġdid hemm l-impossibbiltà li nkunu nafu eżattament l-iżvilupp ta' sistema, espressa fil-prinċipju ta' indeterminazzjoni[6] [7].